東北大学研究者紹介

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モリタ　リヨウヘイ

森田　遼平

Ryohei Morita

所属

大学院工学研究科　電子工学専攻　物性工学講座（フォトニックデバイス工学分野）

職名

助教

学位

博士（工学）（京都大学）

researchmap

https://researchmap.jp/ryohei-morita

J-GLOBAL ID

202301020646019086

e-Rad 研究者番号

70990852

ORCID

https://orcid.org/0009-0008-6612-3237

経歴 3

2024年3月～継続中

東北大学大学院工学研究科　助教
2022年4月～ 2024年2月

京都大学大学院工学研究科　特定研究員
2019年4月～ 2022年3月

京都大学大学院工学研究科　日本学術振興会特別研究員(DC1)

学歴 3

京都大学大学院　工学研究科　電子工学専攻博士後期課程

2019年4月～ 2022年3月
京都大学大学院　工学研究科　電子工学専攻修士課程

2017年4月～ 2019年3月
京都大学　工学部　電気電子工学科

2013年4月～ 2017年3月

所属学協会 1

応用物理学会

受賞 3

第54回応用物理学会講演奨励賞

2023年6月　応用物理学会
ベストオーサー賞

2022年7月　レーザ加工学会
IPC 2019 Best Student Papers

2019年10月　IEEE Photonics Society

論文 29

Generation of High-Peak-Power Optical Pulses from Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Susumu Noda

Journal of the Physical Society of Japan　2026年7月15日

DOI： 10.7566/JPSJ.95.071001 　
Directly Modulated C-band High-Power Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers for Free-Space Optical Communications

Takeshi Aoki, Shota Ishimura, Takuya Inoue, Hiroyuki Yoshinaga, Makoto Ogasawara, Yuhki Itoh, Kosuke Fujii, Yusuke Sawada, Shun Kimura, Naoki Fujiwara, Hideki Yagi, Masaki Yanagisawa, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Ryohei Morita, Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Susumu Noda

Journal of Lightwave Technology　1-9　2026年
出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI： 10.1109/jlt.2026.3659896 　

ISSN：0733-8724

eISSN：1558-2213
Radiation Tolerance of Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers for Space Applications

Shota Kimura, Ryohei Morita, Takuya Inoue, Yosuke Hashimoto, Shota Ishimura, Kenji Ishizaki, Menaka De Zoysa, Johta Awano, Susumu Noda

IEEE Transactions on Nuclear Science　1-1　2026年
出版者・発行元： Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI： 10.1109/tns.2026.3671785 　

ISSN：0018-9499

eISSN：1558-1578
Frequency-modulated high-power photonic-crystal surface-emitting lasers for long-distance coherent free-space optical communications

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Shota Ishimura, Shuei Nakano, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

Nature Photonics　2025年10月14日
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41566-025-01782-2 　

ISSN：1749-4885

eISSN：1749-4893

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Abstract High-power coherent optical transmitters with high-speed controllability are in demand for a number of cutting-edge applications, including intersatellite communications and deep-space optical communications. The conventional transmitters used in these applications require many bulky optical components besides their semiconductor laser sources, such as fibre-optical amplifiers, external phase modulators, optical fibres and beam-collimation lenses, which are obstacles in achieving compact and efficient systems. Here we propose and experimentally demonstrate compact coherent optical transmitters based on frequency-modulated photonic-crystal surface-emitting lasers (PCSELs) towards achieving long-distance free-space optical (FSO) communications. We design two-section PCSELs that incorporate two photonic crystals with slightly different band-edge resonant frequencies, and we realize watt-class frequency modulation with suppressed amplitude modulation via anti-phase current injection into the two sections. Using the above two-section PCSELs as coherent optical transmitters, we demonstrate fibre-amplifier-free FSO communications with Gbps-class bandwidth, even when the laser power is attenuated by >80 dB. Our work opens avenues toward the realization of one-chip coherent optical transmitters whose volume and weight are several orders of magnitude smaller than conventional bulky systems for a wide variety of coherent free-space laser applications.
High-extinction-ratio PCSEL-based On-off-keyed Signal Generation for Fiber-amplifier-free Space Optical Communications

Shota Ishimura, Takuya Inoue, Shin Fukuhara, Ryohei Morita, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

2025 OPTICAL FIBER COMMUNICATIONS CONFERENCE AND EXHIBITION, OFC　2025年
High-peak-power short-pulse operation of modulated PCSELs emitting structured light by introducing saturable absorber

Ryoichi Sakata, Kenji Ishizaki, Yuta Yagi, Takuya Inoue, Ryohei Morita, Souki Tanaka, Menaka De Zoysa, Susumu Noda

Optics Express　2024年12月2日

DOI： 10.1364/OE.543320 　
High-speed high-power free-space optical communication via directly modulated watt-class photonic-crystal surface-emitting lasers

Ryohei Morita, Shota Ishimura, Takuya Inoue, Kosuke Nishimura, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

Optica　2024年7月20日

DOI： 10.1364/OPTICA.523421 　
Demonstration of high-power photonic-crystal surface-emitting lasers with 1-kHz-class intrinsic linewidths

Ryohei Morita, Takuya Inoue, Masahiro Yoshida, Kentaro Enoki, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Susumu Noda

Optica　11　(3)　333-339　2024年3月20日

DOI： 10.1364/OPTICA.505406 　

ISSN：2334-2536
Generation of watt-class FM signals with suppressed AM from PCSELs for coherent free-space optical communications

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Shuei Nakano, Shota Ishimura, Kosuke Nishimura, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

CLEO: Science and Innovations, CLEO: S and I 2024 in Proceedings CLEO 2024, Part of Conference on Lasers and Electro-Optics　2024年
High-Power and High-Speed Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers (PCSELs) Based on Photon-Photon Resonance

R. Morita, T. Inoue, S. Nakano, S. Ishimura, H. Takahashi, T. Tsuritani, M. De Zoysa, K. Ishizaki, M. Suzuki, S. Noda

Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference　2024年

DOI： 10.1109/ISLC57752.2024.10717341 　

ISSN：0899-9406
Generation of watt-class FM signals with suppressed AM from PCSELs for coherent free-space optical communications

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Shuei Nakano, Shota Ishimura, Kosuke Nishimura, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

2024 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2024　2024年

DOI： 10.1364/cleo_si.2024.stu4c.1 　
フォトニック結晶レーザーによる高ピーク出力・短パルス光の発生

井上卓也, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 野田進

レーザー研究　52　(2)　2024年

ISSN：0387-0200
200-W short-pulse operation of photonic-crystal lasers based on simultaneous absorptive and radiative Q-switching

Ryohei Morita, Takuya Inoue, Takuma Ueda, Masaki Masuda, Kazuki Nigo, Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, John Gelleta, Susumu Noda

Optics express　31　(19)　31116-31123　2023年9月11日

DOI： 10.1364/OE.499423 　

eISSN：1094-4087
Proposal and Demonstration of Free-Space Optical Communication Using Photonic Crystal Surface-Emitting Lasers

Shota Ishimura, Ryohei Morita, Takuya Inoue, Kosuke Nishimura, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY　41　(12)　3688-3694　2023年6月

DOI： 10.1109/JLT.2023.3273563 　

ISSN：0733-8724

eISSN：1558-2213
Fibre-Amplifier-Free Coherent Free-Space FM Optical Communications with a >80-dB Link Budget Enabled by Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers

Shota Ishimura, Ryohei Morita, Takuya Inoue, Kosuke Nishimura, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

IET Conference Proceedings　2023　(34)　1642-1645　2023年

DOI： 10.1049/icp.2023.2656 　

eISSN：2732-4494
Short-pulse generation from photonic-crystal lasers by direct sinusoidal modulation

Ryohei Morita, Takuya Inoue, Shota Ishimura, Kosuke Nishimura, Hidenori Takahashi, Takehiro Tsuritani, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Masatoshi Suzuki, Susumu Noda

CLEO: Science and Innovations, CLEO:S and I 2023　2023年

DOI： 10.1364/CLEO_AT.2023.STh1Q.5 　
フォトニック結晶レーザーの短パルス化・短波長化

野田進, 井上卓也, 森田遼平, デゾイサメーナカ, 石崎賢司, 十川博行, 江本渓, 小泉朋朗

レーザ加工学会誌　30　(1)　2023年

ISSN：1881-6797
Measurement and numerical analysis of intrinsic spectral linewidths of photonic-crystal surface-emitting lasers

Takuya Inoue, Taejoon Kim, Shumpei Katsuno, Ryohei Morita, Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Susumu Noda

APPLIED PHYSICS LETTERS　122　(5)　2023年1月

DOI： 10.1063/5.0135042 　

ISSN：0003-6951

eISSN：1077-3118
Self-evolving photonic crystals for ultrafast photonics

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Kazuki Nigo, Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Susumu Noda

NATURE COMMUNICATIONS　14　(1)　2023年1月

DOI： 10.1038/s41467-022-35599-2 　

eISSN：2041-1723
Self-Q-switched photonic-crystal lasers with band-edge frequency gradation

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Kazuki Nigo, Masahiro Yoshida, Kenji Ishizaki, Menaka De Zoysa, Susumu Noda

Conference Digest - IEEE International Semiconductor Laser Conference　2022-October　2022年

DOI： 10.23919/ISLC52947.2022.9943359 　

ISSN：0899-9406
フォトニック結晶レーザーを用いた自由空間光通信

石村昇太, 森田遼平, 井上卓也, 西村公佐, 高橋英憲, 釣谷剛宏, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 鈴木正敏, 野田進

電子情報通信学会技術研究報告(Web)　123　(267(PN2023 37-46))　2022年

ISSN：2432-6380
Photonic-crystal lasers with two-dimensionally arranged gain and loss sections for high-peak-power short-pulse operation

Ryohei Morita, Takuya Inoue, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Susumu Noda

NATURE PHOTONICS　15　(4)　311-318　2021年4月

DOI： 10.1038/s41566-021-00771-5 　

ISSN：1749-4885

eISSN：1749-4893
Publisher Correction: Photonic-crystal lasers with two-dimensionally arranged gain and loss sections for high-peak-power short-pulse operation (Nature Photonics, (2021), 15, 4, (311-318), 10.1038/s41566-021-00771-5)

Morita, R., Inoue, T., De Zoysa, M., Ishizaki, K., Noda, S.

Nature Photonics　15　(6)　483-483　2021年

DOI： 10.1038/s41566-021-00795-x 　

ISSN：1749-4893 1749-4885
NEDO高輝度・高効率次世代レーザー技術開発プロジェクトフォトニック結晶レーザーの短パルス化・短波長化

野田進, 井上卓也, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 十川博行, 江本渓, 江本渓, 小泉朋朗, 小泉朋朗

レーザ加工学会誌　28　(3)　2021年

ISSN：1881-6797
Erratum: Comprehensive analysis of photonic-crystal surface-emitting lasers via time-dependent three-dimensional coupled-wave theory (Physical Review B (2019) 99 (035308) DOI: 10.1103/PhysRevB.99.035308)

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Yoshinori Tanaka, Susumu Noda

Physical Review B　99　(16)　2019年4月

DOI： 10.1103/PhysRevB.99.169904 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
Comprehensive analysis of photonic-crystal surface-emitting lasers via time-dependent three-dimensional coupled-wave theory

Takuya Inoue, Ryohei Morita, Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Yoshinori Tanaka, Susumu Noda

PHYSICAL REVIEW B　99　(3)　2019年1月

DOI： 10.1103/PhysRevB.99.035308 　

ISSN：2469-9950

eISSN：2469-9969
8-W-peak self-pulsating photonic-crystal surface emitting laser with ring-shaped saturable absorber

Ryohei Morita, Takuya Inoue, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Yoshinori Tanaka, Susumu Noda

2019 IEEE PHOTONICS CONFERENCE (IPC)　2019年

DOI： 10.1109/ipcon.2019.8908483 　

ISSN：2374-0140
Transient Analysis of Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers via Time-Dependent 3D Coupled-Wave Theory

Takuya Inoue, Ryohei Morita, I. Masahiro Yoshida, Menaka De Zoysa, Yoshinori Tanaka, Susumu Noda

2018 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim, CLEO-PR 2018　Part F113-CLEOPR 2018　2018年7月2日

DOI： 10.1364/cleopr.2018.w4h.6 　

eISSN：2162-2701
Demonstration of Self-Pulsating Photonic-Crystal Surface-Emitting Lasers

Ryohei Morita, Takuya Inoue, Menaka De Zoysa, Kenji Ishizaki, Yoshinori Tanaka, Susumu Noda

2018 Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim, CLEO-PR 2018　Part F113-CLEOPR 2018　2018年7月2日

DOI： 10.1364/cleopr.2018.th1h.4 　

eISSN：2162-2701

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MISC 1

フォトニック結晶レーザーの自由空間光通信応用に向けた展開—Development of free-space optical communication systems using photonic-crystal surface-emitting lasers—特集フォトニック結晶レーザーとその応用展開

石村昇太, 森田遼平, 井上卓也, 高橋英憲, 釣谷剛宏, デゾイサメーナカ, 石﨑賢司, 鈴木正敏, 野田進

Optronics : 光技術コーディネートジャーナル　43　(12)　93-98　2024年12月
出版者・発行元：東京 : オプトロニクス社
ISSN： 0286-9659

講演・口頭発表等 42

大域的バンド端周波数勾配を導入した短パルスフォトニック結晶レーザーのさらなる高ピーク出力化に向けた検討

二五和樹, 井上卓也, 森田遼平, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
光子・光子共鳴に基づくフォトニック結晶レーザーの直接変調帯域の広帯域化

森田遼平, 井上卓也, 仲野秀栄, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
フォトニック結晶レーザーの位相変調方式の提案

井上卓也, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 石村昇太, 西村公佐, 高橋英憲, 釣谷剛宏, 鈴木正敏, 鈴木正敏, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
自己進化フォトニック結晶に基づく短パルス・高ピーク出力レーザー発振

井上卓也, 森田遼平, 吉田昌宏, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

日本物理学会講演概要集(CD-ROM)　2023年
フォトニック結晶レーザーの狭固有スペクトル線幅(~1kHz)動作

森田遼平, 井上卓也, 吉田昌宏, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
ワット級CWフォトニック結晶レーザーを用いた10Gbit/s級自由空間光通信の実現

森田遼平, 石村昇太, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 高橋英憲, 鈴木正敏, 鈴木正敏, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
光子・光子共鳴に基づくフォトニック結晶レーザーの直接変調帯域の広帯域化(II)

森田遼平, 井上卓也, 仲野秀栄, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
大域的バンド端周波数勾配を導入したフォトニック結晶レーザーによる高ピーク出力・短パルス発振

上田拓磨, 二五和樹, 井上卓也, 森田遼平, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
変調フォトニック結晶レーザーの高ピーク出力・短パルス動作の検討

坂田諒一, 石崎賢司, 井上卓也, 森田遼平, 田中聡記, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2023年
フォトニック結晶レーザーの短パルス・高出力動作の実現

井上卓也, 森田遼平, 吉田昌宏, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)　2023年
大域的周波数勾配を導入した短パルスフォトニック結晶レーザーの高ピーク出力・高ビーム品質化に向けた検討

二五和樹, 森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
可飽和吸収効果と大域的周波数分布を導入したフォトニック結晶レーザーのナノ秒励起過渡応答特性

増田将紀, 森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
大域的周波数分布と可飽和吸収領域の同時導入によるフォトニック結晶レーザーの短パルス・高ピーク出力動作

森田遼平, 井上卓也, 上田拓磨, 増田将紀, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
フォトニック結晶レーザーの正弦波直接変調による短パルス列発生

森田遼平, 井上卓也, 石村昇太, 西村公佐, 鈴木正敏, 鈴木正敏, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
大域的バンド端周波数勾配を導入した短パルスフォトニック結晶レーザーの高電流注入時の発振特性評価

二五和樹, 森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
大域的バンド端周波数分布と可飽和吸収領域を導入したフォトニック結晶レーザーの構造最適化

上田拓磨, 井上卓也, 森田遼平, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
大域的バンド端周波数分布と可飽和吸収領域の同時導入によるフォトニック結晶レーザーの短パルス・高ピーク出力動作(II)

森田遼平, 井上卓也, 上田拓磨, 二五和樹, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2022年
周波数勾配を導入した短パルスフォトニック結晶レーザーのパルス圧縮効果の解析

二五和樹, 井上卓也, 森田遼平, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2021年
可飽和吸収効果を導入したフォトニック結晶レーザーのナノ秒励起過渡応答特性

増田将紀, 森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2021年
円環可飽和吸収領域導入によるフォトニック結晶レーザーの短パルス・高ピーク出力化(III)

森田遼平, 前田純也, 井上卓也, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2021年
可飽和吸収効果を導入したフォトニック結晶レーザーのナノ秒励起過渡応答特性(II)-フォトニック結晶構造依存性-

増田将紀, 森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2021年
円環可飽和吸収領域を導入したフォトニック結晶レーザーの短パルス・高ピーク出力化(IV)

森田遼平, 井上卓也, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2021年
周波数勾配を導入した短パルスフォトニック結晶レーザーのパルス圧縮効果の実験的検討

二五和樹, 森田遼平, 井上卓也, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2021年
屈折率勾配を導入したフォトニック結晶レーザーの自励パルス発振動作の観測

井上卓也, 吉田昌宏, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
パルス幅~30ps・ピーク出力~20W自励パルス発振可能なフォトニック結晶レーザーの実現

森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
フォトニック結晶レーザーの150W級自励パルス発振動作に向けたデバイス設計

前田純也, 森田遼平, 井上卓也, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
利得スイッチングによるフォトニック結晶レーザーの単一短パルス動作-解析-

増田将紀, 井上卓也, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
円環可飽和吸収領域を導入したフォトニック結晶レーザーの短パルス・高ピーク出力発振(II)

森田遼平, 井上卓也, 前田純也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
屈折率勾配を導入したフォトニック結晶レーザーの自励パルス発振動作の観測(II)-注入電流依存性-

井上卓也, 吉田昌宏, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
利得スイッチングによるフォトニック結晶レーザーの単一短パルス動作の観測

増田将紀, 井上卓也, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2020年
フォトニック結晶レーザーの自励パルス発振の高出力化に向けた検討(II)

森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 田中良典, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2019年
円環可飽和吸収領域を有するフォトニック結晶レーザーの単一モード自励パルス発振

森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2019年
ストリークカメラによる自励パルス発振フォトニック結晶レーザーの過渡応答測定

森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2019年
線形屈折率変調を導入したフォトニック結晶レーザーの自励パルス発振動作の解析

井上卓也, 吉田昌宏, 森田遼平, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2019年
フォトニック結晶レーザの自励パルス発振の実現

森田遼平, 井上卓也, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 田中良典, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2018年
フォトニック結晶レーザの緩和振動測定

井上卓也, 井上卓也, 森田遼平, KIM Taejoon, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2018年
フォトニック結晶レーザの自励パルス発振の高出力化に向けた検討

森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 田中良典, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2018年
フォトニック結晶レーザの自励パルス発振の特性評価

森田遼平, 井上卓也, DE ZOYSA Menaka, 石崎賢司, 田中良典, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2018年
3次元結合波理論によるフォトニック結晶レーザの過渡応答解析

井上卓也, 井上卓也, 森田遼平, 田中良典, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2017年
フォトニック結晶レーザの高出力・短パルス動作の解析

森田遼平, 井上卓也, 井上卓也, 北川均, 野田進

応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2017年
フォトニック結晶レーザの高出力・短パルス動作の解析-電極形状の設計-

森田遼平, 井上卓也, 井上卓也, 田中良典, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2017年
フォトニック結晶レーザの高出力・短パルス動作の解析-空孔形状の設計-

井上卓也, 井上卓也, 森田遼平, 田中良典, 野田進

応用物理学会秋季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)　2017年

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共同研究・競争的資金等の研究課題 3

宇宙応用に向けたフォトニック結晶レーザーのコヒーレンス制御及び高速変調技術の確立

井上卓也, 吉田昌宏, 森田遼平

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Kyoto University

2024年4月1日～ 2028年3月31日
放射損失Qスイッチングに基づく短パルス高ピーク出力フォトニック結晶レーザーの実現

森田遼平

2024年4月1日～ 2027年3月31日
フォトニック結晶レーザの短パルス・高ピーク出力化

森田遼平

2019年4月25日～ 2022年3月31日

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２次元フォトニック結晶のバンド端における共振効果をレーザー共振器として用いたフォトニック結晶レーザーは、半導体レーザーの小型・高効率な特長をそのままに、高い出力と高いビーム品質の両立を実現できる面発光型半導体レーザーである。このレーザーの出力を時間幅ピコ秒オーダーの短時間に集約して出射する短パルス・高ピーク出力動作が可能となれば、半導体レーザー素子単体で、長距離の測定が可能な光測距や、金属材料などのレーザー微細加工など多岐にわたる技術へ応用が可能となり、装置の大幅な単純化や小型化に貢献できると期待される。本研究では、フォトニック結晶レーザーにおいて、上記応用を見据え、パルス幅数十ピコ秒、ピーク出力100Ｗ級の短パルス・高ピーク出力動作の実現を目的とした。昨年度は、フォトニック結晶の格子点構造、および、２次元可飽和吸収領域分布について検討し、ピーク出力70Ｗの高ピーク出力・短パルス動作を実現した。本年度は、更なるピーク出力向上を目指し、デバイス構造の最適化を進めた。その際に、フォトニック結晶共振器内のバンド端周波数の分布によって、過渡応答特性が大きく変化することを見出し、その安定化のために、大域的なバンド端周波数分布を導入したフォトニック結晶共振器構造を提案した。さらに、この構造によって、共振器損失が短パルス発振時に減少することでQスイッチング効果が増強され、ピーク出力が向上することを明らかとした。そして、具体的な構造設計を行い、素子の作製を行ったところ、ビーム拡がり角0.15度程度の高ビーム品質、かつ、パルス幅30ピコ秒程度・ピーク出力200Ｗ級の短パルス・高ピーク出力動作の実証に成功した。半導体レーザー素子単体で得られるピーク出力としては、先行研究の十倍以上の大きな値であり、当初の目標を大幅に超える値を達成した。